考虑温度扰动的超磁致伸缩换能器电–磁–热–机耦合特性研究

作者：赵能桐; 高兵^*; 宁倩; 罗安

来源：中国电机工程学报, 2022, 42(16): 6116-6185.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.211136

• 超磁致伸缩换能器
• 电磁计算
• 多场耦合
• 非线性行为
• 温度扰动

超磁致伸缩电声换能器输入输出特性受到电–磁–热–机多场耦合作用的影响，呈现复杂的非线性。现有研究更多关注材料自身耦合行为，未能考虑换能器整体结构影响，如磁回路、材料切割后涡流和温度等，难以有效反映换能器整体非线性特性。该文在考虑漏磁和切割后涡流效应的基础上，建立非线性电–磁–热–机多物理场耦合下的换能器综合电路模型。该模型能够有效分析多参数耦合作用下的换能器输入–输出特性，并确定温度、偏置磁场、预应力与换能器工作性能间的映射关系；在此基础上，探究温度对换能器偏置点的扰动规律，并由此提出换能器最优输出策略；最后，搭建双端面电声换能器性能分析实验平台，以验证模型的有效性。实验结果表明：论文所提出模型能够有效追踪换能器输入–输出行为，且可在不同温度下，寻找最佳偏置点使得换能器输出性能最佳。

• 单位
  湖南大学